吨AGV方案.docx

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吨AGV方案

1．设备适用环境

环境温度：

－10℃～＋55℃

海拔高度：

不超过1000m

相对湿度：

月平均不大于90％，最高相对湿度不大于95%

使用电源：

AGV充电机使用交流电三相五线制供电，线电压380V±10%AC，50Hz，控制台使用单相电压220V±10%，50Hz

路面倾斜度：

＜3%

AGV工作噪声：

≤70dBA。

2．设备基本技术参数

2．1．外形尺寸

AGV外形（长X宽X高）：

3000X2270X2200（mm）（以最终设计为准）

2．2．设备重量

设备重量：

约2500Kg.

2．3．性能指标

AGV主体部分的技术指标如下：

系统控制方式：

采用控制站集中调度管理方式，实时监视AGV系统的运行状态，实现柔性控制。

（根据现场情况制定方案，也可单机控制）

通讯方式：

控制台与AGV采用无线局域网通讯交换信息。

AGV导航方式：

激光导航

AGV驱动方式：

单舵轮驱动

运动方向：

前进，后退，转弯。

载重能力：

3000kg

AGV车自重：

约2500Kg

最大速度：

36m/min（速度0-36m/min可调）

导航精度：

±10mm

停车精度：

±10mm

控制转弯半径：

1500mm

货叉举升高度：

1000mm

充电方式：

自动充电

安全装置：

非接触式防碰传感器、急停开关。

3．设备整机结构及各系统组成

3．1．结构

设备由AGV车，导航系统，充电系统，AGV控制台，无线通讯系统，任务管理系统，AGV车载控制系统和数据采集系统组成。

3．1．1．AGV车

AGV具有无轨、智能、站点自动识别、自动导引、无线通讯能力，荷载能力3000kg。

AGV在自动运行时可以前进、后退、转弯，可满足该系统的实际需要。

驱动轮使轮外层使用树脂橡胶材料做成，具有强度高、耐磨损、稳定性高、具有一定的弹性等优点，非常适合于AGV系统的使用，车轮单元独立组成一个完整的驱动机械系，在一个轮支架内安装有伺服电机、同轴减速器、抱闸、旋转编码器及测速机等，车轮结构紧凑、空间占用少、可控性高、性能可靠、维护简单。

全方位驱动轮集成了行驶与转向两个单元，转向单元使用一个独立的伺服电机装有旋转编码器及高精度位置检测电位计，转向单元可在±90º的范围内转动，控制驱动电机的驱动轴向，配合驱动单元的正反转，可使车轮沿任意方向运动。

AGV通过高速无线电台与AGV控制台建立无线局域网，接受AGV控制台实时控制，这种通讯方式采用国际开放通讯频带，使用时不需要向无委会进行申请，在开放空间直线通讯距离为100m；AGV在四个方向上均安装非接触式防碰传感器，当AGV发现运行前方一定距离内有物体阻挡时，AGV可以减速或暂停运行，待物体移开时，AGV可自动恢复运行；AGV电气系统设计采用CAN总线技术实现系统集成模块化设计，便于维护同时应具有故障报警及自诊断定位功能。

3．1．2．导航系统

本系统采用激光导航系统，使用旋转式激光测量AGV所在位置，AGV可通过导航系统反馈的位置信息计算出AGV所在的位置及方向，进而根据内部地图来控制AGV的运行。

新松公司的激光导航AGV使用专用激光测量传感器，该传感器使用红外波段，低能量脉冲式激光，且不使用传统的点式光源的光路，激光的光路发散，可保证在任何情况下均不会对人眼造成伤害，该传感器使用“测距＋测角”的测量算法，使用专用处理器计算位置信息，即保证了系统的测量速度，又提高了测量的可性和精度，位置测量精度最高可达3mm，角度精度为º，可充分保证AGV的控制精度。

采用激光导航的方法，反光板是其中的主要构成元素，反光板由宽75mm的平面反光膜或圆柱形反光膜构成，安装在专用型材支架上。

反光板可以划分成很多区域。

可以比较灵活的改变路径，使系统的柔性更大。

如图所示：

3．1．3．充电系统

AGV使用铅酸电池（或镍镉电池）作为供电电源，AGV可进行在线或离线充电，补充损失的电量。

在AGV运行路线的充电位置上安装有地面充电连接器，在AGV车底部装有与之配套的充电连接器，AGV运行到充电位置后，AGV充电连接器与地面充电接器的充电滑触板连接，该种充电连接器的最大充电电流可达到200安以上。

AGV在运行过程中电量检测装置实时监测电池的放电量，当放电量达到指定的数值时，产生充电申请。

AGV通过无线局域网向控制台提出充电申请，由控制台调度AGV到达充电站进行充电；充电机是全自动的，充电机可自动完成电池电压检测、恒流充电、恒压充电，按标准充电曲线完成整个充电过程，控制台通过I/O点对充电机进行检测，当检测到充电完成时，控制台可以通知AGV完成充电，AGV可脱离充电位置继续投入运行。

只有当AGV充电连接器与地面的充电滑触板连接上时充电滑触板才带电，其余时候充电电源处于常断状态。

3．1．4．AGV控制台

AGV系统控制台使用PC总线的工控机，具有系统监视、任务分配、避碰管理、充电管理、人工操作、系统故障报警等功能。

AGV控制台通过无线局域网与系统中的AGV进行实时通讯，了解所有AGV的当前运行状态并控制AGV的运行，系统中在线AGV的实时状态可显示在操作界面上（界面示意如图）；AGV控制台通过IO信号连接系统中的充电机，可实时监视充电机的状态。

控制台负责AGV运行中的交通管理。

保证运行中的AGV与AGV间不发生碰撞和AGV追尾等事故。

控制台将对进入系统和退出系统的AGV进行管理，以保证系统安全运行。

AGV调度管理系统采用集中调度管理方式，控制台根据生产管理系统下达的运输任务，AGV的工作状态、运行情况，通过通讯系统将命令和任务传递给被选中的AGV，被选中的AGV根据控制台的命令完成附件的输送任务。

任务完成后，AGV通知控制台任务完成情况，并回到待命位置，等待下一次任务。

3．1．5．无线通讯系统

AGV控制台与AGV间采用无线通讯方式，控制台和AGV构成无线局域网。

控制台依靠无线局域网向AGV发出系统控制指令，任务调度指令，避碰调度指令。

控制台同时可接收AGV发出的通讯信号。

AGV依靠无线局域网向控制台报告各类指令的执行情况、AGV当前的位置及AGV当前的状态。

无线局域网使用工业级专业通讯电台，车载电台与系统通讯接入点之间使用多频点跳频（或直序扩频）数字通讯，系统具有60多个频点可选，通讯速度高、抗干扰性好，且通讯电台支持多主无缝方式漫游，在较大的应用空间内有非常好的区域扩展能力。

执行标准：

载频：

（）

车载天线：

3dB

开放空间通讯距离：

100米

使用国际开放频段，无需向无线电管理委员会申请应用频带。

3．1．6．任务管理系统

用于处理车间与AGV输送系统之间的数据，根据车间生产信息生成输送任务，任务管理计算机与AGV控制台之间建立TCP/IP通讯连接，通过局域网与AGV控制台交换信息，与车间管理系统之间可以通过标准数据库、TCP/IP、CAN总线、工业现场总线等多种方式建立数据通道，使车间内的自动设备与AGV系统之间能够有机地结合成一个完整的系统。

整个系统的信息结构示意如下图；

充电设备

举升设备

周边设备

上级管理计算机

报警系统

I/O接口

中央控制机

网络集线器

电台接入点

天线

电源

AGV

3．1．7．AGV车载控制系统和数据采集系统

AGV车载计算机是控制系统的核心，它通过接口和各功能模块连结，实时监控各功能模块的工作状态，对异常情况按预定方案进行处理，保证AGV周边设备和人员的安全。

AGV系统在运行中需要与其他设备进行衔接，数据采集主要保证AGV系统与其他设备间衔接的准确性和安全性。

数据采集主要包括：

1）AGV需求呼叫；

2）充电器工作状态的检测，检测充电器的工作状态，保证AGV正常充电

3．2．控制系统

3．2．1．电气系统：

AGV电气系统设计采用CAN总线技术实现系统集成模块化设计，由中央处理单元、通讯单元、传感器单元、控制单元、执行机构和动力单元六部分构成，控制连接关系统如图。

CAN总线

中央处理单元

通讯单元

显示器

键盘

控制单元（多个）

执行机构

传感器单元

导航器

防碰传感器

报警（声、光）

动力单元

供电

供电

供电

供电

无线通讯

3．2．2．软件系统

新松公司设计的AGV系统中所有系统软件（包括车载软件、控制台软件、管理软件、系统参数编辑软件等等）均使用方便的全中文菜单式操作界面。

提供了丰富的操作内容；AGV控制台使用大屏幕图形显示系统中所有AGV所在的位置及状态，AGV的实时运行位置及状态通过不同的颜色动态改变；图示为AGV控制台AGV状态窗口中的显示内容，

操作人员在控制室内可通过列表详细了解系统中所有AGV的运行状态，如出现故障，控制台会及时报警，操作人员又可通过列表快速直观地查询故障车号及原因。

AGV的运行也使用全中文的操作界面，。

AGV根据当前的状态动态调整屏幕上的显示内容，操作人员可以通过该界面掌握AGV的位置、状态、任务信息、传感器状态、附属设备状态、故障信息等多种信息，一旦AGV出现故障，操作和维修人员能够通过AGV的故障诊断系统及时准确地查找故障的原因，便于故障的排除。

维护人员可以通过显示和操作面板设定系统参数，修改系统参数。

操作人员可以通过显示和操作面板设定工作参数，修改工作参数。

3．3．模式说明

AGV具有手动、离线自动、自动运行三种运行模式，前两种方式均可使AGV脱离网络独立运行，不需要利用任何附加设备，完全使用AGV本身的菜单就可以完成AGV的手动操作及离线任务，便于系统调试、维护及紧急情况的处理，多种运行方式可最大限度地保证系统可用性，提高系统使用率。

3．4．信息化接口

1．无线环境：

允许AGV系统使用标准的一个通道（占用22M带宽）或标准中的至少三个跳频点（每个频点占用1M带宽）。

2．控制组网：

建立任务管理计算机与地面设备之间的控制通讯连接，方式可选（数据库共享、TCP/IP、CAN总线、现场总线）。

3．IP资源：

如需AGV系统接入车间网络或IP地址资源必须由业主统一分配，需为每台AGV分配2个IP地址，AGV控制台需分配4个IP地址，所有分配的地址必须在同一局段内。

3．5．安全性

3．5．1．安全操作

AGV系统具有完善的多级安全报警机制，包括控制台系统监控、非接触式防碰保险杠、急停按钮等，可以在各种情况下保证AGV系统以及AGV周边操作人员及设备的安全

3．5．2．安全防护装置

为确保AGV在运行过程中自身安全，特别是现场人员的安全及各类设备的安全，AGV将采取多级安全措施。

当发现障碍物时，非接触远程传感器发出信号，运行中的AGV减速运行，直至停车。

当前面的障碍物清除后，AGV自动启动运行。

AGV安装有离线保护系统，一旦发生导引信号故障或导引传感器故障，AGV将立即停车。

发生故障的AGV可以使用手控操作器操纵AGV离开工作区到安全位置。

AGV安装醒目的信号灯和声音报警装置，以提醒周围的操作人员注意。

AGV一旦发生故障，AGV自动用声光报警。

同时通过无线通讯系统通知AGV监控系统。

AGV监控系统在控制台上显示当前状态和文字提示。

监控人员可以根据提示的信息，指挥现场人员排除故障。

。

3．6．自诊断功能

AGV车载控制器软件和硬件的设计提供了AGV系统的自检测，自诊断，自保护能力。

在AGV车载界面中可完整的查询AGV中各关键部件的工作状态，且多数信息均可进行动态观察，使用十分方便。

在AGV控制台内还记录有系统自动运行过程的状态数据，记录文件的数量可以人工进行调整，保证系统运行的可追溯性。

3．7．对人身安全和环保的影响

3．7．1所有机械结构都按照相应有关专业或规范进行设计，对每一构件都具有足够的强刚度和稳定性。

3．7．2系统具有完善的多级安全报警机制，包括控制台系统监控、非接触式防碰保险杠、接触式防碰保险杠、急停按钮等，可以在各种情况下保证AGV系统以及AGV周边操作人员及设备的安全

3．7．3在AGV车体周边设有急停按钮,按下急停按钮整车停止动作,并发出声光报警。

3．7．4按规定设有接地、相序、短路、缺相、欠压、过压、过热、超速、限位、过流和过载保护，用电器和电源间的隔离保护等。

3．7．5控制台的防护等级为IP54。

3．7．6地面充电盘只有在AGV充电时才充许带电

4．设备方案基础：

AGV总体对地面的要求不高，公司的AGV具有很强的自主运行能力，可以设定部分路段进行无导航行走，地面要求每平米不平度小于3㎜。

承载能力m2，许用压强。

地面要求能够释放自动导引车静电，绝缘电阻小于108Ω。